Diamanten, die härteste Substanz der Natur, wurden seit langem für ihre Brillanz und Seltenheit geschätzt. Mit der Weiterentwicklung der Technologie ist es nun möglich, Diamanten in Labors zu züchten, die genau die gleichen physikalischen und chemischen Eigenschaften wie natürliche Diamanten aufweisen. Diamanten, die auf Labor angebaut werden, sind nicht nur erschwinglicher, sondern der Produktionsprozess ist auch umweltfreundlicher und kontrollierter. Wie geht es diesen? & lsquo; Wunder der Wissenschaft ’ gemacht?

## Zwei Hauptfertigungsmethoden

Es gibt zwei etablierte technologische Wege für Diamanten, die laborgewachsene Diamanten haben: Hochdruck hohe Temperatur (HPHT) und chemische Dampfabscheidung (CVD), von denen jede seine eigenen Eigenschaften aufweist und für die Produktion von Diamanten für unterschiedliche Bedürfnisse und Zwecke geeignet ist.

### 1. Hochdruck Hochtemperaturmethode (HPHT)

Das HPHT -Methode (Hochdruck hohe Temperatur) simuliert die natürlichen Bedingungen, unter denen natürliche Diamanten tief in der Erdkruste gebildet werden. Die Geschichte dieser Methode stammt aus den 1950er Jahren, als Forscher von General Electric erstmals erfolgreich Diamanten im Labor synthetisierten.

Die HPHT-Methode beinhaltet die Einstellung einer hohen Kohlenstoffquelle (normalerweise Graphit) mit einem Metallkatalysator (wie Eisen, Nickel oder Kobalt) in einem hochdruckresistenten Gerät. Ein Druck von ca. 5-6 GPa (entspricht einem atmosphärischen Druck von 50 bis 60.000 Mal) und eine hohe Temperatur von 1300-1600 ° C werden dann angewendet. Unter diesen extremen Bedingungen ordnen sich die Kohlenstoffatome neu an, um die Kristallstruktur des Diamanten zu bilden.

Der Vorteil der HPHT-Methode besteht darin, dass sie relativ schnell (normalerweise einige Tage bis einige Wochen) Edelstein-Qualität-Diamanten produzieren kann und besonders für die Herstellung farbiger Diamanten wie Gelb oder Blau geeignet ist. Diese Methode ist jedoch äußerst anspruchsvoll und die erzeugten Diamanten sind in der Regel klein und können Metalleinschlüsse enthalten.

### 2. Chemische Dampfabscheidung (CVD)

Die chemische Dampfabscheidung (CVD) ist eine relativ neue Technologie, die erst in den 1980er Jahren in der Diamantproduktion eingesetzt wurde. Anstatt natürliche Bedingungen nachzuahmen, verwendet diese Methode eine chemische Reaktion, um Diamanten zu bilden, indem Kohlenstoffatome in einer Umgebung mit niedrigem Druck abgelagert werden.

Bei dem CVD-Verfahren wird ein dünnes Stück Diamantsamenkristall (normalerweise durch das HPHT-Verfahren erzeugt) in eine Vakuumkammer gelegt und durch ein kohlenstoffhaltiges Gas (normalerweise Methan) und Wasserstoff geleitet. Die Gase werden dann durch Mikrowellen oder andere Mittel in ein Plasma ionisiert, und die Kohlenstoffatome werden von den Gasen getrennt und in Schichten am Samenkristall abgelagert, wodurch allmählich ein Diamantkristall gebildet wird.

Die CVD-Methode hat den Vorteil, dass größere Diamanten mit höherer Reinheit (Wachstumsraten von ca. 0,1 bis 10 Mikrometern pro Stunde) produzieren können, und eignet sich besonders für die Produktion von farblosen oder nahezu farblosen Diamanten. Der Wachstumszyklus ist jedoch lang und kann einige Wochen dauern, bis ein verwendbarer Diamant verfügbar ist.

## von rauen Kristallen bis hin zu funkelnden Edelsteinen

Unabhängig davon, ob sie von HPHT oder CVD erzeugt werden, beginnen Diamanten als raue Kristalle, die die gleichen Schneid- und Polierprozesse wie natürliche Diamanten durchlaufen müssen, um blitzende Edelsteine ​​zu werden.

Erstens untersuchen Experten die interne Struktur und die optischen Eigenschaften des Rohsteins, um den besten Schnitt zu bestimmen, um seine Brillanz und seinen Wert zu maximieren. Es wird dann mit einem diamantpulverbeschichteten Sägenblatt oder einem Laser geschnitten. Darauf folgen eine Reihe von Prozessen, einschließlich Schleif- und Polieren, um dem Diamanten zu einem vertrauten Erscheinungsbild zu verleihen.

## Die Zukunft der Labordiamantanwendungen

Die Anwendungen von Diamanten von Laborgewachsenen gehen weit über den Schmuckbereich hinaus. Aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen Eigenschaften (hohe thermische Leitfähigkeit, hoher Härte, chemischer Trägheit usw.) haben sie eine breite Palette von Anwendungen in der Industrie:

- Schneidwerkzeuge: Diamant -Schneidwerkzeuge und Schleifmittel

- Wärmemanagement: Kühlkörper für elektronische Geräte

- Optische Fenster: Hochleistungslasersysteme

- Quantum Computing: Als Träger von Quantenbits

- Medizinische Anwendungen: Chirurgische Werkzeuge und Implantatbeschichtungen

Im Laufe der Technologie sinkt die Kosten für die Herstellung von Labordiamanten weiter und ihre Qualität verbessert sich weiter. Heute benötigen sogar professionelle Gemologen spezielle Geräte, um hochwertige Labordiamanten von natürlichen Diamanten zu unterscheiden. Dies bietet den Verbrauchern nicht nur mehr Auswahlmöglichkeiten, sondern eröffnet auch großartige Aussichten für industrielle Anwendungen von Diamanten.

Diamanten ausgewachsene Diamanten stellen eine wichtige Errungenschaft in der Materialwissenschaft und -technik dar, die die Grenze zwischen der Grenze verwischt & lsquo; natürlich ’ Und & lsquo; künstlich ’ und Demonstration der Fähigkeit des Menschen, die Wunder der Natur zu replizieren und sogar zu verbessern. Da das Konzept der nachhaltigen Entwicklung weiter verbreitet wird, ist es wahrscheinlich, dass diese umweltfreundliche, nachfolgbare Methode der Diamantproduktion in Zukunft eine wichtigere Marktposition einnehmen wird.

Wenn Sie überlegen, Diamanten zu kaufen, sind Diamanten im Labor eine kostengünstige und nachhaltige Option!